[发明专利]一种导轨用高导电耐磨损涂层及其制备工艺

说明书

本发明涉及一种导轨用高导电耐磨损涂层及其制备工艺，所述涂层化学成分及含量分别为：Mo 45~55%、Cu 15~25%、Cr 6~10%、B 1~3%、Si 2~4%、余量为Ni；该制备工艺包括待喷涂导轨表面下切、导轨表面清洗、遮蔽保护、喷砂粗化、涂层制备和涂层研磨加工等步骤，采用高速等离子喷涂技术，可在电磁轨道炮发射导轨表面制备均匀致密的大厚度、高导电、耐磨损涂层，磨削后的涂层厚度为1.0~1.1mm，涂层与导轨的结合强度为20~35MPa，涂层的显微硬度为450~600HV0.1，导电率为5~12%IACS。本发明获得的高导耐磨涂层主要用于电磁轨道炮发射导轨等特殊部件，可以有效地提高导轨表面硬度、耐磨性和抗电蚀性，延长使用寿命，提高导轨表面热硬性、降低刨削失效机率，具有重要的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及热喷涂涂层技术领域，具体的说是一种导轨用高导电耐磨损涂层及其制备工艺。

背景技术

电磁轨道炮发射时导轨通过的瞬时电流高达MA级，在导轨内阻、电流趋肤效应、电枢高速摩擦作用下导轨表面要经受极大的热－流冲击，易使导轨材料表面软化、甚至熔化、强度降低，从而导致“刨削”、“转捩”等现象产生，显著降低导轨的发射寿命。因此，发射导轨材料需具备高强、高硬、高导、耐磨、抗蚀等综合性能，目前的单质材料均难以同时满足上述要求。在高强、高导的导轨表面制备一层厚度可控的高导耐磨抗蚀特殊涂层，有望解决发射导轨材料失效的关键问题。

现有解决导轨“刨削”、“转捩”等现象的主要技术是通过导轨/电枢的结构优化设计、加工和装配过程的尺寸精度控制、以及脉冲电源电流波形控制等。如申请号为200610125374.1的发明专利《一种电磁轨道炮》中，在两根导轨上分别开有对称的张角为30~60度的V形槽，固体电枢采用两个相对称的侧翼从本体向两侧伸展的结构，这种设计使得两个侧翼前端的上、下表面与V形槽滑动接触时构成固体电枢与导轨的电接触表面，在两个V形槽的开口处两个侧翼的后端分别与两根导轨相分离，从而有效控制转捩电弧的危害。目前尚未有在导轨材料表面涂覆特殊涂层的发明专利来解决上述问题。在超厚涂层制备方面，申请号为201510329817.8的发明专利《超厚涂层真空等离子喷涂成型方法》提供了一种高结合强度的超厚涂层制备方法，采用多道次的真空等离子喷涂+真空热处理+喷砂、转移弧清理方法，涂层厚度可大于1.5mm，与基体的结合强度高达65MPa左右。但该涂层制备方法工艺复杂，生产成本高，制备的涂层面积受限于真空室尺寸，不适合大规格导轨表面涂层的制备。此外，申请号为201010168852.3的发明专利《一种大气等离子体喷涂法制备细晶钨、钼涂层的方法》通过对超细钨粉及钼粉进行造粒处理，喷涂过程中布置保护气幕，在无氧铜、不锈钢表面制备了低孔隙率、较好力学性能和抗热冲击的细晶钨、钼涂层，涂层厚度约1mm，主要用于机械部件的耐磨表面保护层及耐高温等离子体冲刷部件。但该涂层的显微硬度为245~532HV，与基体结合强度为10~35MPa，涂层导电率未考核，涂层的性能不稳定，也不适合导轨涂层制备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导轨用高导电耐磨损涂层及其制备工艺，在发射导轨表面采用高速等离子喷涂技术制备一层均匀致密的高导电耐磨损涂层，以提高电磁轨道炮发射导轨的耐磨性和抗电蚀性，延长导轨的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种导轨用高导电耐磨损涂层，所述涂层化学成分及含量分别为：Mo 45~55%、Cu15~25%、Cr 6~10%、B 1~3%、Si 2~4%、余量为Ni。

所述涂层化学成分及含量分别为：Mo 50%、Cu 20%、Cr 8%、B 2%、Si 3%、余量为Ni。